Азот – один из наиболее широко используемых промышленных газов. Он используется для лазерной резки, упаковки пищевых продуктов, производства электроники, химической обработки, фармацевтики, термообработки металлов, очистки нефти и газа, в лабораториях и во многих других областях. Поскольку азот составляет большую часть окружающего нас воздуха, многие отрасли промышленности предпочитают производить азот на месте, а не полагаться только на доставленные баллоны или жидкий азот.

Но как отделить азот от воздуха?

Ответ: разделение газов. Генератор азота отделяет азот от сжатого воздуха, удаляя кислород, влагу, углекислый газ и некоторые примеси. На практическом промышленном языке этот процесс можно также описать как экстракцию газа генератором азота . Однако это не означает химическую добычу или добычу природного газа. Это означает физическое отделение богатого азотом газа от воздуха и подачу его с необходимой чистотой, расходом и давлением.

Для компаний, которым необходима поставка азота на месте, компания KSTK Генератор азота может поддерживать выработку промышленного азота для лазерной резки, упаковки пищевых продуктов, электроники, химической обработки, фармацевтики и других применений.

В этой статье объясняется, как работает извлечение азота из воздуха, какие технологии обычно используются и как правильно выбрать генератор азота для различных промышленных нужд.

Ключевой вывод

Азот можно отделить от воздуха, поскольку воздух уже содержит большое количество азота. Генератор азота не создает азот химически. Вместо этого он использует физическую сепарацию газов для удаления кислорода и других компонентов из сжатого воздуха, оставляя богатый азотом газ для промышленного использования.

Ключевые моменты включают в себя:

• Воздух является сырьем для производства азота на месте.

• Извлечение азота из воздуха представляет собой процесс физического разделения.

• Генераторы азота PSA используют углеродные молекулярные сита для отделения азота от кислорода.

• Мембранные генераторы азота используют селективное проникновение газа через полые волокна.

• Криогенное разделение воздуха использует низкотемпературное сжижение и дистилляцию.

• Системы PSA широко используются для промышленного производства азота на месте.

• Выбор подходящей системы зависит от чистоты азота, скорости потока, давления, применения, места для установки и графика работы.

• KSTK может помочь подобрать системы генераторов азота к конкретным требованиям к поставке промышленного газа.

Короче говоря, извлечение азота из воздуха лучше всего понимать как контролируемое разделение газов, а не химическое производство.

Можно ли отделить азот от воздуха?

Да. Азот можно отделить от воздуха, поскольку воздух представляет собой смесь газов. Основными компонентами сухого воздуха являются азот, кислород, аргон, углекислый газ и примеси газов. Поскольку азот уже присутствует в больших объемах, промышленное производство азота направлено на удаление или разделение других компонентов.

Точная чистота азота зависит от метода разделения и конструкции оборудования. Для некоторых применений требуется только азот средней чистоты, тогда как для других требуется азот высокой или сверхвысокой чистоты.

Состав воздуха и цель разделения

Вот почему воздух является практическим сырьем для производства азота. Вместо транспортировки азота от внешнего поставщика завод может использовать сжатый воздух и систему разделения газов для производства азота на месте.

Что означает извлечение азота из воздуха?

Извлечение азота из воздуха означает отделение богатого азотом газа из сжатого воздуха. Это не то же самое, что добывать природный газ из подземных резервуаров. Это также не химическая реакция, в результате которой азот образуется из других веществ.

В промышленных газовых системах «экстракция» обычно означает отделение нужного газа от газовой смеси. Для генераторов азота газовая смесь представляет собой сжатый воздух, а желаемый газ — азот.

Это физическое разделение газов, а не химическое производство

Генератор азота разделяет газы в соответствии с физическими свойствами, такими как размер молекул, поведение адсорбции, скорость диффузии или температура кипения. Молекула азота химически не изменяется. Система просто отделяет азот от кислорода и других компонентов.

Почему воздух является практическим источником азота

Воздух доступен практически везде. В сочетании с воздушным компрессором, осушителем, фильтрами и оборудованием для разделения газов он становится практическим источником производства азота на месте.

Это позволяет промышленным потребителям снизить зависимость от поставляемого газа и более напрямую контролировать подачу азота.

Основные методы выделения азота из воздуха

Существует три основных метода отделения азота из воздуха:

1. Генерация азота PSA

2. Мембранная генерация азота

3. Криогенное разделение воздуха

Каждый метод имеет свои преимущества, ограничения и подходящие области применения.

Производство азота PSA

Генератор азота PSA использует технологию адсорбции при переменном давлении. Сжатый воздух поступает в адсорбционные башни, заполненные углеродными молекулярными ситами. Под давлением углеродное молекулярное сито адсорбирует кислород, углекислый газ, влагу и некоторые примеси легче, чем азот. Газ, богатый азотом, проходит через него и собирается в виде продуктового газа.

Когда одна адсорбционная колонна производит азот, другая колонна регенерирует, высвобождая адсорбированные газы. Этот переменный цикл обеспечивает непрерывное производство азота.

Читатели, которым нужны объяснения на уровне продукта, также могут просмотреть руководство KSTK по Что такое генератор азота PSA, прежде чем выбирать систему.

Генератор азота PSA Поток отвода газа

Окружающий воздух ↓ Сжатие воздуха ↓ Сушка и фильтрация ↓ Адсорбция углеродными молекулярными ситами ↓ Удаление кислорода, влаги и CO₂ ↓ Вывод богатого азотом газа ↓ Буферная емкость и контроль давления ↓ Промышленное применение

Основные этапы процесса СРП

Генераторы азота PSA широко используются для подачи промышленного азота, поскольку они могут обеспечить стабильную чистоту, гибкую пропускную способность и возможность эксплуатации на месте.

Мембранное производство азота

Мембранный генератор азота использует половолоконные мембраны для отделения азота от сжатого воздуха. Молекулы разных газов проходят через мембрану с разной скоростью. Кислород, водяной пар и углекислый газ проходят через стенку мембраны быстрее, а азот проходит медленнее и собирается в виде богатого азотом газа.

Мембранные системы зачастую компактны и просты в эксплуатации. Они полезны в тех случаях, когда требуется умеренная чистота азота и меньшая сложность обслуживания.

Однако мембранные системы могут быть не лучшим выбором, когда требуется азот очень высокой чистоты. Для применений с высокой чистотой часто более подходят генераторы азота PSA.

Криогенное разделение воздуха

Криогенное разделение воздуха отделяет азот и кислород путем охлаждения воздуха до очень низких температур до его сжижения. Затем сжиженный воздух разделяется по разнице температур кипения. Азот и кислород извлекаются в виде отдельных газов или жидкостей.

Криогенные системы часто используются при очень больших объемах добычи газа и требованиях к газу очень высокой чистоты. Однако они требуют более крупных инвестиций, сложного оборудования и более требовательной эксплуатации.

Для многих промышленных пользователей, которым необходим азот на месте в умеренных или больших объемах, PSA или мембранные системы обычно более практичны, чем криогенное разделение.

PSA против мембранного разделения против криогенного разделения азота

Если вы сравниваете технологии разделения, статья KSTK о PSA и мембранный генератор азота объясняют, чем каждый метод отличается по чистоте, эффективности, занимаемому пространству и пригодности для применения.

Где используется азот, извлеченный из воздуха

Азот, добываемый из воздуха, может быть использован во многих отраслях промышленности. Требуемая чистота, скорость потока и давление зависят от применения.

Лазерная резка

Азот используется в качестве вспомогательного газа при лазерной резке. Это помогает уменьшить окисление кромок реза и обеспечивает более чистые результаты резки нержавеющей стали, алюминия и других металлов, чувствительных к окислению.

Пищевая упаковка

Азот используется для вытеснения кислорода в упаковке. Это может помочь замедлить окисление и продлить срок хранения многих пищевых продуктов.

Производство электроники

В производстве электроники часто используется азот для создания среды с низким содержанием кислорода для пайки, печей оплавления, защиты компонентов и стабильности процесса.

Химическая обработка

Азот используется для покрытия, продувки, передачи давления и чувствительных к окислению химических процессов.

Фармацевтика

Фармацевтическое производство может использовать азот для защиты материалов, снижения воздействия кислорода и поддержки контролируемой технологической среды.

Термическая обработка металла

Азот можно использовать в контролируемой атмосфере для определенных процессов термообработки, в зависимости от материала и технологических требований.

Очистка нефти и газа

Азот используется для продувки, испытаний под давлением, создания подушки и инертизации при добыче нефти и газа.

Лаборатории

В лабораториях азот используется для инструментов, защиты проб и контролируемой газовой среды.

КСТК Применение генераторов азота показывает, как производство азота на месте поддерживает лазерную резку, упаковку пищевых продуктов, электронику, химическую обработку, фармацевтику и другие отрасли.

Таблица применения и требований к азоту

Как правильно выбрать генератор азота

Выбор правильного генератора азота требует большего, чем просто знание того, что азот можно отделить от воздуха. Оборудование должно соответствовать области применения, требованиям к качеству газа, объему производства и условиям площадки.

1. Чистота азота

Для разных применений требуются разные уровни чистоты азота. Лазерная резка, электроника, упаковка пищевых продуктов и химическая обработка могут требовать разных показателей чистоты.

Более высокая чистота обычно требует большего потребления воздуха или большей мощности оборудования, поэтому степень чистоты следует выбирать в соответствии с фактическими потребностями процесса.

2. Скорость потока

Скорость потока определяет, сколько азота система может подавать в час. Размер генератора следует выбирать с учетом нормального и пикового спроса.

Для непрерывного производства особенно важна стабильность расхода.

3. Выходное давление

Давление азота на выходе должно соответствовать оборудованию, расположенному ниже по потоку. Станкам лазерной резки, упаковочным машинам, химическим системам и лабораторным приборам могут потребоваться разные уровни давления.

4. Тип технологии

КСА, мембранные и криогенные системы подходят для различных условий эксплуатации. PSA обычно выбирают промышленные пользователи, которым необходима стабильная чистота и гибкая поставка на месте. Мембранные системы часто используются для компактных приложений и приложений средней чистоты. Криогенная сепарация используется для очень крупномасштабного производства.

5. Качество сжатого воздуха

Для PSA и мембранных систем качество сжатого воздуха имеет решающее значение. Влага, масло и частицы могут повлиять на производительность системы и срок ее службы.

Полная система может потребовать:

• Воздушный компрессор

• Сушилка

• Прецизионные фильтры

• Фильтры для удаления масла

• Воздушный буферный резервуар

• Генератор азота

• Буферный резервуар для азота

• Регулятор давления

• Мониторинг чистоты

• Система управления

6. Место для установки

Доступное пространство для установки влияет на размещение оборудования. Некоторые пользователи предпочитают системы, смонтированные на раме, интегрированные системы или контейнерные станции в зависимости от условий площадки.

7. Часы работы

Система, используемая время от времени, имеет другие требования, чем система, работающая постоянно. Длительные часы работы требуют повышенного внимания к эффективности компрессора, сроку службы адсорбента, надежности клапана и доступности для технического обслуживания.

8. Необходимость технического обслуживания

Техническое обслуживание влияет на долгосрочные эксплуатационные расходы и стабильность газа. Пользователям следует учитывать замену фильтра, проверку клапана, состояние CMS, состояние мембраны, производительность осушителя и калибровку системы мониторинга.

Контрольный список выбора генератора азота

Почему стоит выбрать генераторы азота KSTK?

KSTK предоставляет системы генераторов азота для промышленных пользователей, которым необходима стабильная подача азота на объект. Для пользователей, изучающих добычу газа генератором азота , KSTK может помочь оценить подходящую систему разделения газов с учетом чистоты, скорости потока, давления, условий сжатого воздуха, часов работы, типа применения, места для установки и требований к техническому обслуживанию.

Решения KSTK для генераторов азота могут поддерживать:

• Производство азота на месте

• Генерация азота PSA

• Извлечение газообразного азота из сжатого воздуха

• Подача вспомогательного газа для лазерной резки

• Подача азота для упаковки пищевых продуктов

• Производство электроники

• Химическое покрытие и очистка

• Фармацевтическая обработка

• Промышленные системы разделения газов

• Проекты по производству азота на салазках или в контейнерах

Правильный генератор азота не следует выбирать только по названию продукта. Оно должно соответствовать требуемой чистоте азота, расходу газа, рабочему давлению, планировке площадки, качеству очистки воздуха и долгосрочному плану эксплуатации.

Заключение

Азот можно отделить от воздуха, поскольку воздух уже содержит большую долю азота. Генератор азота использует физическую сепарацию газов для удаления кислорода, влаги, углекислого газа и других компонентов из сжатого воздуха, оставляя богатый азотом газ для промышленного использования.

Существует несколько способов отделения азота от воздуха. Генераторы азота PSA используют адсорбцию углеродными молекулярными ситами, мембранные генераторы азота используют селективную газопроницаемость, а криогенное разделение воздуха использует низкотемпературное сжижение и дистилляцию. Каждый метод имеет свои подходящие приложения.

Для многих промышленных пользователей производство азота PSA является практичным выбором, поскольку оно может обеспечить стабильную подачу азота на месте для лазерной резки, упаковки пищевых продуктов, электроники, химической обработки, фармацевтики, лабораторий и других применений.

Нужна помощь в отделении азота от воздуха для вашей производственной линии? Свяжитесь с KSTK для получения системы экстракции газообразного азота с учетом требуемой чистоты азота, скорости потока, давления, применения, часов работы, условий сжатого воздуха и места для установки.

Часто задаваемые вопросы

1. Можно ли отделить азот от воздуха?

Да. Азот можно отделить от воздуха, поскольку воздух представляет собой газовую смесь, содержащую в основном азот и кислород. Генератор азота отделяет газ, богатый азотом, от сжатого воздуха посредством физического разделения газов.

2. Что такое извлечение азота из воздуха?

Извлечение азота из воздуха означает отделение богатого азотом газа из сжатого воздуха. Это процесс физического разделения, а не химическая реакция или процесс подземной добычи газа.

3. Что означает экстракция газа генератором азота?

Генератор азота. Экстракция газа — это процесс использования генератора азота для извлечения богатого азотом газа из сжатого воздуха. В промышленном использовании это обычно означает PSA или мембранное разделение газов.

4. Как генератор азота PSA отделяет азот от воздуха?

Генератор азота PSA использует сжатый воздух и углеродное молекулярное сито. Кислород, влага, углекислый газ и некоторые примеси адсорбируются, в то время как богатый азотом газ проходит и собирается.

5. В чем разница между PSA и мембранной генерацией азота?

Для генерации азота PSA используется адсорбция углеродными молекулярными ситами, а для мембранной генерации азота используются половолоконные мембраны, которые разделяют газы по скорости проникновения. PSA часто используется для обеспечения более высокой чистоты, тогда как мембранные системы часто компактны и подходят для применений с умеренной чистотой.

6. Какой метод обеспечивает наибольшую чистоту азота?

Криогенное разделение воздуха может обеспечить очень высокую чистоту и большие объемы газа, но требует сложного оборудования и больших инвестиций. Генераторы азота PSA также могут обеспечить высокую чистоту для многих промышленных применений.

7. Какую чистоту может производить генератор азота?

Чистота зависит от технологии и конструкции системы. Генераторы азота PSA могут производить азот различной степени чистоты для промышленного применения. Требуемая чистота должна выбираться в соответствии с реальным процессом.

8. В каких отраслях промышленности используется азот, добываемый из воздуха?

Отрасли промышленности, использующие азот, извлеченный из воздуха, включают лазерную резку, упаковку пищевых продуктов, производство электроники, фармацевтику, химическую обработку, термообработку, лаборатории и нефтегазовую деятельность.

9. Является ли производство азота на месте лучше, чем доставленный азот?

Производство азота на месте может оказаться более выгодным для пользователей с устойчивой или высокой потребностью в азоте, поскольку оно улучшает контроль поставок и снижает зависимость от доставки газа. Поставляемый азот все же может быть пригоден для незначительного или периодического использования.

10. Как правильно выбрать генератор азота?

Вам следует оценить чистоту азота, скорость потока, выходное давление, тип применения, часы работы, качество сжатого воздуха, пространство для установки, требования к мониторингу, потребности в техническом обслуживании и планы будущего расширения.